起伏地表弹性波传播的间断Galerkin有限元数值模拟方法

详细信息   

• 责任者：薛昭^c同济大学海洋地质国家重点实验室^d1987 ; 董良国 ; 李晓波 ; 刘玉柱
• 刊名：地球物理学报
• 出版年：2014
• 卷期：57^b4
• 页码：1209～1223
• 索书号：P260.66/141
• 图表：^c表2参34插图
• 文摘期号：2014/09

摘要

间断Galerkin有限元法(DG-FEM)作为一种有效的高阶有限元法受到了国内外学者的广泛关注.本文基于任意高阶间断Galerkin有限元法对弹性波方程进行空间离散，并将离散后所得的非齐次线性常微分方程系统齐次化，最后结合针对齐次问题的强稳定性保持龙格库塔(SSP Runge-Kutta)算法，将DG-FEM推广至时间任意高阶精度.另外，借鉴近最佳匹配层(NPML)的思想，基于复频移(CFS)拉伸坐标变换推导了一种新的PML吸收边界条件(简称为CFS-NPML)，该CFS-NPML能够与DG-FEM算法很好地结合，形成有效的起伏地表地震波传播数值模拟技术.数值试验结果表明，DG-FEM具有高阶精度，可以适应任意复杂起伏地表和复杂构造情况下的弹性波传播数值模拟.同时，CFS-NPML对包括面波等震相的人为边界反射都具有良好的吸收效果。